電子靠邊站，暗三離子要“發威”！據物理學家組織網9日報道，由美國加州大學河濱分校物理學家領導的一個研究小組觀察、表征并控制了一種半導體材料——超凈單層鎢二硒化物（WSe2）中的暗三離子（Dark trion），這一最新進展有望改變信息的傳輸方式。

　　在WSe2等半導體中，三離子是三個帶電粒子的量子束縛態。帶負電的三離子包含兩個電子和一個空穴；帶正電的三離子包含兩個空穴和一個電子。空穴是半導體中電子的空位，行為類似于帶正電的粒子。因為三離子包含三個相互作用的粒子，所以能比單個電子攜帶更多信息。此外，由于三離子攜帶凈電荷，其運動可通過電場控制，因此可用作信息載體；其還具有可控的自旋和動量值以及豐富的內部結構，可用于編碼信息。

　　三離子可分為擁有不同自旋配置的亮三離子和暗三離子兩種。亮三離子包含一個電子和一個擁有相反自旋的空穴；暗三離子包含一個電子和一個擁有相同自旋的空穴。亮三離子與光強烈耦合并發光，這意味著它們會迅速衰減；而暗三離子與光的耦合很弱，這意味著它們衰減的速度更慢。此外，暗三離子的壽命比亮三離子長100多倍，這意味著信息能傳輸更長距離。

　　研究負責人、物理和天文學助理教授呂春紅（音譯）解釋說，大多數研究都集中在亮三離子上，因為它們發出的光多，容易測量，但他們的研究集中在暗三離子上。單層WSe2原子內部暗三離子的能級低于亮三離子的能級，因此，暗三離子可大量聚集，使其可被探測到。此外，通過簡單地調節外部電壓，可持續地將帶正電的暗三離子變成帶負電的暗三離子。

　　接下來，該團隊計劃用暗三離子演示信息的實際傳輸。呂春紅說：“我們打算展示第一個使用暗三離子傳輸信息的工作設備，如果這樣的原型設備可以工作，那么暗三離子可以用來傳輸量子信息。我們可以用光書寫和閱讀三離子攜帶的信息，并控制信息在其中的編碼方式，以實現新的信息傳播方式。”